Wnętrze Ziemi jest inne, niż myśleliśmy. Odkryto fascynujący sekret
Żelazo to tylko część układanki. Nowe badania wskazują, że jądro Ziemi zawiera więcej węgla, niż sądziliśmy.
Przez dziesięciolecia uważano, że wnętrze naszej planety to głównie żelazo z domieszką niklu. Jednak nowe badania opublikowane w Nature Communications wprowadzają poważną korektę do tego obrazu. Okazuje się bowiem, że znaczne ilości węgla mogą również odgrywać istotną rolę w tym, jak powstało i ewoluowało jądro Ziemi.
Zespół naukowców z Wielkiej Brytanii i Włoch przeprowadził symulacje molekularne, które pozwoliły zbadać, w jakich warunkach mogło zacząć się formowanie twardego, wewnętrznego jądra planety.
Wnętrze Ziemi zaczęło krzepnąć w zaskakujący sposób
Wcześniej uważano, że wewnętrzne jądro zaczęło powstawać w momencie, gdy temperatura spadła poniżej punktu topnienia żelaza. Problem w tym, że w czystym żelazie potrzeba bardzo dużego przechłodzenia (spadku temperatury znacznie poniżej punktu krzepnięcia), aby zaczęło ono twardnieć.
Taki scenariusz nie pasuje do tego, co wiemy z geofizyki. Nowe badania pokazują, że dodanie odpowiedniej ilości węgla do stopu żelaza (ok. 10 proc.) znacząco obniża potrzebę przechłodzenia, czyniąc formowanie jądra zgodnym z obserwacjami sejsmologicznymi. Co więcej, ten stop z węglem byłby wystarczająco gęsty, by pasował do znanych właściwości jądra.
Węgiel może być nieoczekiwanym bohaterem wnętrza naszej planety
Przeprowadzone symulacje wskazują, że to właśnie węgiel mógł być głównym spoiwem, który pozwolił zacząć krzepnięcie wnętrza planety miliardy lat temu. To z kolei uruchomiło procesy odpowiedzialne za powstanie pola magnetycznego, które do dziś chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym. Taki skład chemiczny może również tłumaczyć, dlaczego fale sejsmiczne rozchodzą się w jądrze w taki, a nie inny sposób. Dotąd wiele modeli tego nie wyjaśniało w pełni.
Przeczytaj także:
Co ciekawe, naukowcy odrzucili także możliwość, że krzepnięcie jądra rozpoczęło się przy pomocy innych materiałów, jak tlenki czy inne metale, które mogłyby służyć za zarodek krystalizacji. Żadne znane ciała stałe nie byłyby w stanie przetrwać w tak ekstremalnych warunkach.
Choć wciąż brakuje badań nad bardziej złożonymi stopami uwzględniającymi np. siarkę, tlen czy wodór, to na ten moment jedno jest pewne: żelazo to za mało, by wyjaśnić powstanie jądra Ziemi.
*Źródło grafiki wprowadzającej: Maxx-Studio / Shutterstock
